Химия и химические технологии/ 6. Органическая химия

Пырко А.Н.

Международный государственный экологический университет

имени А.Д. Сахарова, г. Минск, Беларусь

Синтез три- и тетрациклических соединений взаимодействием

2-ацетил-1,3-циклогексен-1-олов с 1,3-декалиндионами и

4-гидроксикумаринами

В самом начале (1935) изучения путей полного синтеза стероидов Робинсоном и сотр. была разработана АВ →АВD→АВСD- схема построения циклопентано- и циклогексанофенантренового скелета реакцией α-тетралонов с ацетилцикленами (1a,b ) [1]. Использование в этой схеме гетероциклических аналогов α-тетралонов или ацетилцикленов позволяет получить аналоги стероидов с гетероатомом в циклах А, В и D[2,3,4]. Однако в полученных таким образом соединениях отсутствуют характерные для природных стероидов кислородной функции либо боковой цепи в положении 17 (17а). Попытки введения их химическими [5] или микробиологическими [6] методами в уже сформированную молекулу были безуспешными. Один из возможных путей получения стероидных структур (2), содержащих 12,17 дикарбонильные функции, заключается в использовании в данной схеме ацетилцикленов (3a,b), содержащих функциональный заместитель в соседнем с ацетильной цепью аллильном положении молекулы. Впервые соединения такого типа – ацетилциклогексеноны (3b) были получены в 1972 году [7]. При этом было показано, что они легко изомеризуются при нагревании и в присутствии кислот и оснований в кетодиенолы (4b) (Схема 1), которые не могут быть использованы в качестве акцепторов реакции сопряженного присоединения по Михаэлю с енолят-анионами α-тетралонов.

Схема 1

R = H, R₁ = CH₃, R₂ = CN, Y=O (a); R = R₁ = CH₃, R₂ = COCH₃, Y = O (b); R = CH₃, R₁ = H, R₂ = CO₂CH₂CH₃ (c); R = R₁ = H, Y = NH (d); R = R₁ = CH₃, Y = NH (e)

Нами был разработан эффективный двухстадийный способ [8] получения кетодиенолов (4b,c) из соответствующих 2-ацетилциклогексан-1,3-дионов, что позволило изучить их химические свойства. Было показано, что в присутствии оснований они легко вступают в реакции взаимодействия с 1,3-циклогександионами, давая аддукты михаэлевского присоединения (5a,b,c). Их дегидратация в присутствии кислоты приводила к формированию пиранового цикла с образованием трициклов (7a,b,с). Взаимодействием кетодиенолов с β-енаминокетонами были получены новые производные гексагидроизохонолона (8a,b,c) и декагидрофенантридина (7d,e)[9]. В данной работе описывается синтез три- и тетрациклических соединений взаимодействием кетодиенолов (4b,c) с декалиндионами-1,3 и 4-гидроксикумаринами.

Схема 2

X = H, Y = H₂ , R = H (a); X = CO₂CH₂CH₃, Y = H₂, R = H (b); X = CO₂CH₂CH₃, Y = O, R = CH₃

С целью выхода к соединениям, включающим тетрациклический стероидный скелет, изучено взаимодействие кетодиенола (4с) с бициклическими β-дикетонами (8a,b,c). Как и 1,3-циклогександионы 1,3-декалиндионы (8a,b,c) в присутствии метилата натрия легко вступают в реакцию присоединения по Михаэлю с кетодиенолом (4с), давая трициклические тетракетоны (9a,b,c). Структура полученных соединений соответствует спектральным данным. Нагреванием трициклов (9a,b,с) в бензоле в присутствии Р₂О₅ получено по одному соединению, которым приписана структура (11a,b), а не их изомерам (10a,b,с), потому что в работе [10] показано, что образование ∆²-енольных производных декалиндионов-1,3 происходит значительно чаще, чем их ∆¹-аналогов. Попытки осуществить альдольную конденсацию путем нагревания соединений (9a,b,с) в среде MeONa/MeOH приводили к ретромихаэлевскому распаду (Схема 2).

Взаимодействие замещенного кетодиенола (4с) с 4-оксикумаринами (12a,b) протекает по типу михаэлевского присоединения давая трициклы (13a,b), а незамещенного кетодиенола (4b) с 4-оксикумарином (12а) – по типу диеновой конденсации, давая тетрацикл (14). Нагревание соединений (13a,b,14) в бензоле в присутствии Р₂О₅ приводит к диоксааналогам стероидов (15a,b,с), а не изомерным им тетрациклам (16a,b,с) (Схема 3).

Схема 3

X = R = H (a); X = OH, R = CH₃ (b); X = H, R = CH₃ (с)

Литература

1 J. R. Hawthorne, R. Robinson, Journal of the Chemical Society, 1936, pp. 763-765.

2.Cagniant, Comptes Rendus Hebdomadaires des Seances de l Academie des Sciences, Vol. 256, No.22, 1963, pp. 4674-4676.

3. M. Schaefer, J. Weber, P. Faller, Synthesis, 1979, No 2, pp. 122-133.

4. G. Jacob, D. Cagniant, Comptes Rendus Hebdomadaires des Seances de l Academie des Sciences, Vol. 284, No. 9, 1977, pp. 373-375.

5. R. Robinson, S. Slater, Journal of the Chemical Society, No.7, 1941, pp. 376-385.

6. M. J. Ashton, A. S. Bailey, E. R. H. Jones, Journal of the Chemical Society Perkin I, No.14, 1974, pp. 1658-1665.

7. A. A. Akhrem, A. M. Moiseenkov and F. A. Lakhvich, Russian Chemical Bulletin, Vol. 21, No. 4, 1972, pp. 866-868.

8. А. А, Ахрем, Ф. А. Лахвич, А. Н. Пырко, ЖОрХ. 19, № 11, 2322-2328, (1983)

9.Ya. Ya. Ozols, A. N. Pyrko, B. A. Vigante, R. R. Dubure, G. Ya. Dubur, Chemistry of Heterocyclic Compounds, Vol. 28, No. 5, 1992, pp. 530-534.

10. Ch. Tamm, R. Albrecht, Helv. Chim. Acta, Vol. 43, No.3,1960, pp. 768–782.